Гигантский анимированный LEGO-человечек: игра «Операция» на Arduino

Компоненты и материалы

• Arduino UNO — 2 шт. (один для серв, другой для звука)
• Adafruit MP3 Shield (VS1053) — 1 шт.
• Сервоприводы MG90S — 6 шт.
• Динамики 3W 4Ω — 2 шт.
• Подшипники 688Z 8x16x5 — 12 шт.
• Пластик для 3D-печати, МДФ, ПВХ, эпоксидная смола, автозамша (Bondo)

Инструменты

• 3D-принтер (LulzBot TAZ 5)
• CNC-станок (X-Carve)
• Паяльник, клеевой пистолет, шлифмашина

О проекте

Проект реализован в 4 этапах. Первые три — механическая сборка гигантской LEGO-фигурки (Frank) по набору Monster Hunters. Четвёртый — превращение в игру «Операция» с анимацией и звуком.

Этап 1: Корпус

Рука из ПВХ и стекловолокна. Голова — ПВХ + МДФ + смола. Туловище — МДФ. Ноги — МДФ + ПВХ. Руки — сложнейшие: ПВХ, МДФ, флоральная пена, Bondo, много шлифовки. Затем отливка в Smooth-Cast 300 и покраска.

Этап 2: Причёска

Инструментальная пена, резанная на ленточной пиле, склеена эпоксидом, покрыта Smooth-Cast 300, зашпакована Epoxy Sculpt, грунтована, покрашена.

Этап 3: Кровать

МДФ + ПВХ для штырьков. Шлифовка, грунт, краска.

Этап 4: Игра «Операция» и анимация

Туловище

3D-печатные крепления с подшипниками для осей рук и головы. Две «сладкие миски» с алюминиевыми краями — контакты для щипцов. Касание щипцами алюминия замыкает цепь и запускает сценарий.

Головы

Оси на болтах 5/16″, динамики за перфорированными решётками (отверстия замальваны под цвет). 3D-печатные держатели динамиков.

Ноги и руки

3D-печать в двух половинках, склеивание, шпаклевка, покраска. Оси на болтах 5/16″.

Сервоприводы

6 серв MG90S на 3D-печатных креплениях, тяги от валов к болтам осей. Пружины помогают поднимать руки.

Электроника

Две Arduino на дне кровати. MP3 Shield ждёт срабатывания одного из 3 контактов → проигрывает MP3 → посылает сигнал второй Arduino (пины 5, 8, 9) → та запускает соответствующую серво-последовательность.

Код

Arduino серв (Servos.ino)

Ожидает HIGH на пинах 2, 3, 4 → запускает сложные последовательности движений с easing-функциями (плавное ускорение/замедление, bounce, elastic и др.).

Arduino звука (Sound Effects.ino)

Использует Adafruit VS1053 + SD-карта. При срабатывании GPIO 2/3/4 проигрывает 02.mp3 / 03.mp3 / 04.mp3 и посылает импульс 300 мс на соответствующий пин серво-Arduino. Кнопки громкости на A0/A1.

Схема

• GPIO 2,3,4 MP3 Shield → алюминиевые пластины (контакты)
• 3V MP3 Shield → щипцы
• Пины 5,8,9 MP3 Shield → пины 2,3,4 серво-Arduino
• Пины 6–11 серво-Arduino → сервоприводы
• Питание серв и общий GND → 5V источник
• Два динамика к MP3 Shield

Подробный билд-лог: therpf.com